Tajemství Jupiteru odhaleno: Tahle jizva v ledu může změnit, co si myslíte o životě ve vesmíru

Tajemství Jupiteru odhaleno: Tahle jizva v ledu může změnit, co si myslíte o životě ve vesmíru

Zdroj obrázku: Photo by Planet Volumes on Unsplash

Záhadná pavoukovitá struktura na povrchu Europy, známá jako Damhán Alla, byla po desetiletích výzkumu konečně objasněna. Nová studie ukazuje, že za tímto fascinujícím útvarem stojí výron slané vody z podpovrchového oceánu, která po impaktu pronikla trhlinami v ledu a zanechala po sobě jedinečný vzor – stopu života pod ledem?


Na ledovém povrchu Europy, jednoho z nejzajímavějších Jupiterových měsíců, se nachází vzorec, který vědce mate již téměř tři desetiletí. Od snímků pořízených sondou NASA Galileo v letech 1996 až 1998 vědci pozorují pavoukovitou strukturu s rozvětvenými rameny vycházejícími z centrálního bodu, aniž by to bylo přesvědčivě vysvětleno. Tato konstrukce, zachycená uvnitř kráteru Manannán, vypadala jako jizva vyrytá do ledu, nemožný vzor, který vybízel k záhadám a dokonce ke spekulacím o skutečně výjimečných procesech na ledových světech sluneční soustavy.

Europa není obyčejný měsíc. Je jen o málo menší než ten náš a pokrývá ji ledová kůra o tloušťce několika kilometrů, která podle současných odhadů pluje na globálním oceánu slané vody, který by mohl být hluboký 60 až 150 kilometrů. Jinými slovy, mohl by obsahovat více tekuté vody než všechny pozemské oceány dohromady. V této souvislosti se jakákoli podivná stopa na jeho povrchu stává potenciálním vodítkem k tomu, co se v tomto skrytém oceánu děje a zda by se v něm mohly nacházet podmínky příznivé pro život.

Obrázek, nyní nazvaný Damhán Alla (irský výraz znamenající „pavouk“), byl konečně vysvětlen mezinárodním týmem, který navrhuje zcela jiný původ, než se původně myslelo. Po léta se objevovaly různé hypotézy, od prostých tepelných smršťovacích trhlin až po kryovulkanické procesy (druh vulkanismu vody a ledu, nikoli roztavené horniny). Žádná z nich však neodpovídá tvaru a geologickému kontextu kráteru. Podle nové studie, publikované v časopise The Planetary Science Journal, není tento „pavouk“ známkou nadpřirozených sil nebo jedinečného vesmírného vzoru, ale přirozeným výsledkem geologických a hydrologických procesů, které hluboce souvisejí s interakcí mezi ledem a vodou hluboko pod povrchem Europy.

Související článek

Zemské jádro není pevné. Vědci objevili tekuté kovové srdce planety
Zemské jádro není pevné. Vědci objevili tekuté kovové srdce planety

Vědci poprvé prokázali, že vnitřní jádro Země možná není pevné, ale existuje ve zvláštním superiontovém stavu – kovová mřížka s proudícími lehkými atomy. Tento objev vysvětluje dlouholeté seismické záhady a odhaluje nový zdroj energie pro magnetické pole, které chrání život na Zemi.

Klíč k pochopení této struktury spočívá v jevu, který má, což je zajímavé, analogie na Zemi. V zamrzlých jezerech v chladných oblastech, když sníh pokryje zmrzlý povrch a jeho tíha způsobí vznik děr, stoupá tekutá voda těmito trhlinami a rozpouští sníh kolem sebe, čímž vytváří radiální obrazce podobné malým hvězdám. Tyto útvary se nazývají „sněhové ledové útvary“ a byly pozorovány například v jezerech v Kanadě, Skandinávii a Antarktidě. Autoři studie pod vedením Lauren E. Mc Keownové z Laboratoře tryskového pohonu NASA a Oxfordské univerzity reprodukovali tento typ útvarů v laboratoři (přizpůsobili podmínky těm, které by existovaly na zmrzlém povrchu a podpovrchu Europy) a zjistili, že podobný mechanismus mohl vyřezat joviánského pavouka: po dopadu asteroidu, který rozlámal silnou ledovou pokrývku, se slaná voda z podpovrchové vrstvy vynořila a před opětovným zamrznutím vyřezala radiální kanály, které se zachovaly.

V případě Europy je navrhovaný scénář následující: před miliony let narazilo do ledového povrchu těleso o průměru několika kilometrů a vytvořilo 30 kilometrů široký kráter Manannán. Náraz otevřel hluboké trhliny v ledové kůře, pravděpodobně až do vrstvy slaných vod v hloubce několika kilometrů. Tato voda, teplejší a méně hustá než led, který ji pokrýval, byla vnitřním tlakem hnána puklinami vzhůru. Po dosažení extrémně chladného povrchu (kolem -160 °C) začala rychle mrznout, ale ne dříve, než se začala šířit radiálně, tát a přetvářet led na své cestě. Výsledkem byla síť kanálků vycházející z centrálního bodu, podobná nohám zmrzlého pavouka v plném pohybu.

Aby tuto myšlenku ověřil, nezůstal McKeownův tým jen u teorie. V chladicích komorách a nádržích se slanou vodou vytvořili podmínky analogické těm v Evropě: led plovoucí na slané vodě, extrémní teplotní rozdíly a tlaky upravené tak, aby napodobovaly situaci po nárazu. Tím, že provrtali led a nechali vodu stoupat, pozorovali, jak se vytvářejí radiální obrazce, které se velmi podobají Damhán Alle. Tyto experimenty zkombinovali s numerickými modely, které simulují proudění vody a deformaci ledu v prostředí s nízkou gravitací, jako je Evropa (asi 13 % gravitace Země). Shoda mezi simulovanými obrazci, experimenty a snímky ze sondy Galileo byla dostatečně silná, aby podpořila nové vysvětlení.

Nejvíce fascinující na tomto zjištění není jen vysvětlení vizuální kuriozity, ale to, co nám tento vzorec říká o tom, co se může dít pod kůrou Europy. Pokud tyto struktury vznikly prosakováním slané vody z podpovrchových vrstev, naznačuje to, že tento ledový měsíc má pod svým povrchem složitější dynamiku kapaliny, než se dosud předpokládalo, s možnými jezírky nebo dokonce jezery slané vody komunikujícími se zlomy v ledu. To zapadá do dalších nezávislých indicií: vlastní měření magnetického pole provedená družicí Galileo již naznačovala přítomnost elektricky vodivého (tj. slaného) oceánu a novější pozorování Hubbleova kosmického dalekohledu odhalila v některých oblastech Europy možné chuchvalce vodní páry stoupající z povrchu.

Tyto důkazy dohromady naznačují, že kůra Europy není tuhý, inertní blok ledu, ale dynamická, popraskaná vrstva, která je v neustálé interakci s pod ní ležícím oceánem. Damhán Alla by v tomto kontextu mohla být zmrzlou stopou epizody, kdy kapalné nitro krátce vykouklo na povrch. Pro astrobiology je to klíčové: čím snadněji se voda z oceánu dostane na povrch (a naopak), tím pravděpodobnější je, že dojde k výměně materiálů, živin a energie, tedy základních složek pro možný vznik či udržení života.

Tato interpretace také pomáhá zařadit Damhán Allu do celkového obrazu krajiny Europy, kde se vyskytují i další záhadné rysy: lineace (dlouhé tmavé pruhy, které protínají měsíc ze strany na stranu), chaotický terén, kde bloky ledu zřejmě plavaly a znovu zamrzaly v náhodných polohách, a kopulovité struktury, které mohou souviset s přílivem vody nebo teplejšího ledu z nitra. Zdá se, že všechny vypovídají o tomtéž: ano, je to ledový svět, ale zdaleka ne geologicky mrtvý.

Analogie s marťanskými „pavouky“, podobnými obrazci, které vznikají, když ledový oxid uhličitý (CO₂) sublimuje a modeluje povrch, pomáhá dát tyto struktury do souvislosti s fyzickými stopami procesů proudění tekutin v extrémních prostředích, i když konkrétní mechanismy jsou v každém případě jiné. Na Marsu se tito „pavouci“ objevují hlavně v polárních oblastech: v zimě se vytvoří vrstva průsvitného CO₂ ledu; na jaře sluneční světlo ohřeje půdu pod ní, plyn se nahromadí a pod tlakem uniká trhlinami, unáší prach a pod ledem vyrývá radiální kanály. Na Marsu jsou s aktivitou CO₂ spojeny takzvané „pavouky“; na Europě je zřejmě ve hře vzlínání slané vody pod tlakem, těsně poté, co jí trhlina umožní uniknout a rychle zmrznout.

Toto srovnání světů – Mars, studený a prašný; Europa, ledová a oceánská – podtrhuje silnou myšlenku: tvary, které vidíme na povrchu planet, jsou ve skutečnosti fosilními záznamy fyzikálních procesů. Tam, kde jsou radiální vzory, zlomy, kopule nebo chaotický terén, se často jedná o historii pohybu tekutin, ať už vody, ledu, plynu nebo složitých směsí. Pochopení těchto tvarů není jen estetickým cvičením; je to způsob, jak číst geologickou a klimatickou minulost jiných světů.

To je obzvláště důležité v souvislosti s budoucími vesmírnými misemi, jako je například sonda NASA Europa Clipper, která v roce 2030 dorazí k Jovově soustavě, aby studovala právě tyto procesy a možnosti obyvatelnosti oceánských světů. Sonda Europa Clipper, která byla vypuštěna v roce 2024, nepřistane na povrchu, ale provede desítky blízkých průletů (některé ve výšce menší než 25 km) vybavených arzenálem přístrojů: kamerami s vysokým rozlišením, radarem schopným „vidět“ skrz led, spektrometry pro analýzu chemického složení a magnetometry pro studium skrytého oceánu. Jedním z jejích cílů bude podrobně zmapovat oblasti, jako je kráter Manannán a struktury podobné Damhán Alle, hledat další příklady a ověřit, zda jsou tyto útvary časté, nebo výjimečné.

Pokud Europa Clipper odhalí více „pavouků“ nebo podobných struktur spojených s impaktními krátery, hypotéza Mc Keowna a jeho týmu získá na síle. Radar pronikající ledem by navíc mohl odhalit, zda se pod těmito povrchovými jizvami nacházejí vrstvy zachycené vody nebo oblasti částečně roztátého ledu, což by pomohlo rekonstruovat tepelnou a geologickou historii Měsíce. Souběžně s tím Evropská kosmická agentura připravuje vlastní misi do Jupiterovy soustavy JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer), která již probíhá a bude se soustředit především na Ganymedes, ale bude zkoumat také Europu a Callisto. Obě mise slibují, že v příštím desetiletí se změní naše znalosti o oceánských světech obíhajících kolem Jupiteru.

Potenciální obyvatelnost Europy nezávisí pouze na přítomnosti kapalné vody. Vyžaduje také zdroj energie (například teplo generované gravitačním přílivem, kterým Jupiter působí na měsíc, ohýbá a ohřívá jeho nitro) a chemické složení bohaté na prvky, jako je uhlík, dusík a fosfor. Impakty, jako byl ten, který způsobil Manannán, by mohly hrát dvojí roli: na jedné straně perforují kůru a usnadňují kontakt mezi oceánem a povrchem, na druhé straně mohou přispět organickými materiály z komet nebo asteroidů. Struktura jako Damhán Alla by mohla být svým způsobem jizvou po události, která smíchala klíčové ingredience pro život, i když to neznamená, že tam život je, ale že scénář je zajímavější, než se dosud myslelo.

Je zde také praktický aspekt: pokud se budoucí mise pokusí odebrat vzorky materiálu přímo z oceánu Europy – ať už z povrchu, nebo z výparů – budou hlavním cílem oblasti, kde byl led nedávno rozlámán nebo kde došlo k vývěru slané vody. „Pavouci“, jako je Damhán Alla, by mohli ukázat na místa, kde byly vnitřek a vnějšek z geologického hlediska v relativně nedávném kontaktu, což zvyšuje šance na nalezení zajímavých sloučenin, od exotických solí až po složité organické molekuly.

Obrazec Damhán Alla, který byl po desetiletí vizuální hádankou, je nyní interpretován jako vodítko k vnitřním procesům ledového měsíce s podpovrchovým oceánem. Tito „pavouci“ jsou více než pouhou kuriozitou, jsou jako zmrzlá okna vykazující známky aktivity kapalin, což je klíčový faktor při posuzování podmínek, které by mohly podporovat přítomnost života v extrémních prostředích mimo Zemi. Příběh tohoto nálezu ukazuje, jak i ty nejpodivnější anomálie ve sluneční soustavě mohou mít přirozené odpovědi a jak se takové zdánlivě drobné detaily mohou stát klíčovými dílky ve skládačce potenciálně obyvatelných světů. To, co je nyní ledovou jizvou na vzdáleném měsíci, by se za několik let mohlo stát jedním z nejzajímavějších scénářů při hledání života mimo naši planetu.

#